Público
Público

Evolución en acción: 40.000 generaciones de bacterias

Un experimento de dos décadas ha analizado si las especies cambian al azar o por determinismo

JAVIER YANES

Si fuera posible pulsar el botón de parada en la película de la evolución de las especies, rebobinar el proceso y reproducirlo de nuevo, ¿volvería a surgir el Homo Sapiens? Esta pregunta ha alimentado durante décadas una animada discusión entre los científicos partidarios del azar como principio que gobierna la evolución, y aquellos que defienden una secuencia casi determinista, donde la selección natural elige el mejor camino en cada encrucijada evolutiva.

Un experimento sin precedentes, que ha vigilado estrechamente la evolución de una dinastía de bacterias durante 20 años, descubre datos reveladores que tal vez no cierren la discusión, pero sí aportan al debate un caso real sin parangón hasta hoy.

En 1988, el microbiólogo de la Universidad de Michigan (EEUU) Richard Lenski aisló una sola bacteria de Escherichia coli, un microbio de la flora intestinal que se emplea como herramienta biotecnológica en todos los laboratorios del mundo. El científico clonó 12 colonias a partir de esa única célula y las mantuvo reproduciéndose durante dos décadas, congelando muestras a intervalos regulares como fotos fijas del proceso. En total, las 44.000 generaciones de bacterias que se han sucedido desde entonces equivaldrían, en términos humanos, a más de 10.000 años de evolución de la especie.

Devoradores de citrato

El estudio, que se publica hoy en PNAS, menciona que la larga dinastía bacteriana sufrió miles de millones de mutaciones –cambios en los genes– durante su historia, pero se centra en la aparición de un único rasgo, la capacidad de las bacterias para alimentarse de un nutriente que, en las condiciones del laboratorio, la especie original es incapaz de aprovechar: el citrato, un compuesto similar al ácido del limón.

Después de unas 31.500 generaciones, una de las 12 colonias comenzó a alimentarse de citrato. Una vez que la evolución había hecho su trabajo, el objetivo de Lenski era saber cómo y cuándo se había producido ese cambio, y qué posibilidades había de que se repitiera del mismo modo en otras colonias, lo que inclinaría la balanza hacia el azar o el determinismo.

Rastreando su registro fósil y descongelando algunas muestras para devolverlas a la vida, Lenski descubrió que la aparición de comedores de citrato era mucho más frecuente después de las primeras 20.000 generaciones. El patrón indicaba que esta habilidad surgía en dos pasos, que reflejaban dos mutaciones sucesivas pero, probablemente, independientes una de otra.

La interpretación de Lenski es que ninguno de los dos cambios por separado convertía a las bacterias en devoradoras de citrato, pero la primera mutación era un paso previo necesario para que una segunda dotara a los microbios de esta capacidad. El científico resume así su conclusión: “Es una demostración directa y empírica de la contingencia en la evolución”.

Para que, como defiende Lenski, se pueda razonar que la evolución es una deriva azarosa, deberá antes demostrar que la primera mutación no confiere ninguna ventaja para el éxito de la bacteria ni propensión al segundo cambio; de este modo, dice Lenski, probaría que éste es independiente y aleatorio.

 

Charles Darwin tuvo la lucidez de ‘pasar a limpio’ varias ideas que ya circulaban en su época para construir el paradigma de la evolución. Sin embargo, la importancia de la selección natural ha sido cuestionada por científicos que creen en un proceso donde prima el azar.

El estadounidense Stephen Jay Gould, uno de los más prominentes evolucionistas del siglo XX, defendía que la evolución de las especies es impredecible, ya que trabaja sobre contingencias aleatorias, ‘accidentes’ en la historia de los organismos. Fue él quien ideó la imagen de la evolución como una película. Si se rebobinase para reproducirla de nuevo, decía Gould, el resultado sería diferente.

Experimentos como el de las bacterias de Lenski son de enorme valor para desentrañar los mecanismos evolutivos. En los últimos años, este científico ha trabajado además en la simulación virtual de ‘organismos digitales’; programas que, como los seres vivos, se reproducen, evolucionan y se enfrentan al medio para vivir o morir.